Polimerización
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.
La energía en las reacciones químicas
Monitorización de los procesos de polimerizaciónEl Dr. Tim Long – Virginia TechEl Dr. Long describe cómo el FTIR in-situ impactó en la investigación de la síntesis de polímeros. La tecnología permitió a su grupo determinar la cinética en tiempo real, los ratios de reactividad y las energías de activación en las reacciones de polimerización estudiadas. Esta presentación destaca la monitorización FTIR in situ de varios procesos de polimerización de crecimiento de cadena para la determinación de los ratios de reactividad durante la copolimerización. FTIR es muy adecuado para la adición de crecimiento de cadena que involucra monómeros olefínicos. Además, se describe la adición de varios nucleófilos utilizando reacciones de clic con un enfoque en la reacción de adición de Michael. La espectroscopia durante la descomposición del peróxido también permite determinar los tiempos de vida media durante la polimerización mediada por nitróxido. Además de las polimerizaciones de crecimiento de cadena, el FTIR in situ es muy adecuado para la supervisión de la composición de isocianatos en la formación de uretanos.
Analizadores de tamaño de partículas en líneaPara mejorar las reacciones de polimerizaciónEn las reacciones de polimerización, el impacto de los parámetros del proceso en el tamaño de las gotas son factores importantes a tener en cuenta. Tradicionalmente, esto se ha estimado utilizando métodos fuera de línea. Sin embargo, este enfoque puede ser difícil e inseguro.La monitorización en línea con analizadores de tamaño de partícula permite controlar las gotas en tiempo real y permite a los operarios actuar con decisión en el entorno de la planta para garantizar el cumplimiento de las especificaciones del producto. Los mecanismos clave de las partículas, como la coalescencia y la rotura, pueden cuantificarse en tiempo real, lo que permite a los usuarios comprender el impacto de los cambios en los parámetros del proceso y garantizar la repetibilidad entre lotes.Reacciones de polimerización en publicaciones relacionadas con la industriaArtículos recientes que describen el uso de la espectroscopia FTIR in situ de ReactIR en reacciones de polimerización: Artículos recientes que describen el uso de Reactores Automatizados en reacciones de polimerización: Artículos recientes que describen el uso de analizadores de tamaño de partículas en línea en reacciones de polimerización:AplicacionesAplicaciones relacionadas con las reacciones de polimerización
Polimerización diferentes tipos
En la química de los polímeros, la polimerización (inglés americano), o polimerización (inglés británico), es un proceso de reacción de moléculas de monómero entre sí en una reacción química para formar cadenas de polímeros o redes tridimensionales[2][3][4] Hay muchas formas de polimerización y existen diferentes sistemas para clasificarlas.
En los compuestos químicos, la polimerización puede ocurrir a través de una variedad de mecanismos de reacción que varían en complejidad debido a los grupos funcionales presentes en los reactivos[4] y sus efectos estéricos inherentes. En las polimerizaciones más sencillas, los alquenos forman polímeros a través de reacciones radicales relativamente simples; por el contrario, las reacciones que implican la sustitución en un grupo carbonilo requieren una síntesis más compleja debido a la forma en que se polimerizan los reactivos[4] Los alcanos también pueden polimerizarse, pero sólo con la ayuda de ácidos fuertes[5].
Como los alquenos pueden polimerizar en reacciones radicales algo sencillas, forman compuestos útiles como el polietileno y el cloruro de polivinilo (PVC),[4] que se producen en altos tonelajes cada año[4] debido a su utilidad en los procesos de fabricación de productos comerciales, como tuberías, aislamientos y envases. En general, los polímeros como el PVC se denominan “homopolímeros”, ya que están formados por cadenas o estructuras largas repetidas de la misma unidad monomérica, mientras que los polímeros que constan de más de una unidad monomérica se denominan copolímeros (o copolímeros)[6].
Polimerización por adición
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.